JPH03129790A - ガスレーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、レーザ媒質ガスを放電励起してレーザ光を出
力するガスレーザ装置に関する。

〈従来の技術〉 一般に、ＴＥＡＣＯ！　レーザやエキシマレーザのよう
な大気圧あるいは高気圧４ＦＩ放電励起によってレーザ
出力を得るガスレーザ装置では、レーザ媒質ガスを充填
した気密容器内に放電電極部、送風機および熱交換器を
配置して、この放電電極部に設けた一対の主放電電極間
と多数の予備電離電極間の放電によってレーザ光出力を
得ている。

ここで、予ａｒｔ、離電極はアーク放電をすることによ
り紫外線を発生し、主放電電極が放電を開始する前に放
電空間のレーザ媒質ガスを一部予備電離して、主放電電
極間でのグロー放電の発生をし易くするためのものであ
る。

送風機は、放電空間のレーザ媒質ガスをＷＪ環して、放
電によって生じたダストやレーザ発振を妨げるような不
純物を除き、主放電電極間で均一なグロー放電が生じる
ようにするのと、放電によって温度上昇したレーザ媒質
ガスを熱交換器に導いてレーザ媒質ガスを適切な温度に
下げるとともに、気密容器の圧力を一定にするために用
いられる。

このような送風機には一般に貫流ファンが用いられ、気
密容器をコンパクトにし、かつ横長の主放電電極間全域
のレーザ媒質ガスを循環できるようにしている。

ところで、予備電離電極でアーク放電すると、予備型ｉ
！ｉＩ電極自身が消耗してダストを発生してレーザ媒質
ガス中に拡散する。また、予１ｍ離が不十分な場合やレ
ーザ媒質ガス中にダストや不純なガスが存在するときに
は、主放電電極間でもアーク放電を生じてダストを発生
する。

このような放電によって生じたレーザ媒質ガス中のダス
トや不純物を除去する手段としては、例えば特開昭５８
−１８６９８５号公報には電気集塵装置を用いるものが
、また特開昭６３−１１５３９１号公報には電気集塵器
またはダストフィルタと紫外光照射部とを設けるように
したもの、さらには特開昭６３−９１８２号公報にはダ
ストフィルタとガス純化装置を備えたものなどそれぞれ
開示されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前記特開昭５８−１８６９８５号の手段
では、電気集塵装置にレーザ媒質ガスを導く開口部が気
密容器の長手方向中央部のごく二部にしか設けられてい
ないから、電気集塵装置で除塵されるレーザ媒質ガスは
気密容器内のごく一部に限られ、やはり主放電電極間で
異常放電が生しる原因になっており問題である。

また、特開昭６３−１１５３９１号の場合は、主放電電
極間のレーザ媒質ガスの循環流路の途中にダストフィル
タなどが配設されるため、レーザ媒質ガスの循環流速が
損なわれることになり好ましくないのである。特にエキ
シマレーザのように、近年数百Ｉｌｚから数千Ｉｌｚの
高速繰り返し発振が必要とされるガスレーザ装置におい
ては、主放電電極間のレーザ媒質ガスの流速をいかに均
一に高速にするかが重要なｉ！ｌ！題となっていること
から、上記したような装置では送風機を大型にしなけれ
ばならず、電力−光エネルギー変換効率という点でまっ
たく非効率である。また、ダストフィルタの目詰まり具
合によって主放電電極間流速が変化し、レーザ出力が不
安定になるという問題がある。

さらに、特開昭６３−９１８２号については、ダストフ
ィルタとガス純化装置の負荷が大きいため、レーザ媒質
ガスは殆どそれらの流路を通らずに、送風機から熱交換
器を通って気密容器に戻ってしまうことになり、ダスト
や不純物の除去の効果が少ないという問題がある。

さらにまた、−Ｓに、レーザ媒質ガスを循環する送風機
のファンは数千ｒｐｍの高速回転が必要であり、それを
支持するベアリングにはボールベアリングが用いられる
が、ダスト除去装置が備えられていないガスレーザ装置
ではダストがベアリング内に入り込み、回転不良を起こ
すため頻繁に清掃をしなければならないという問題があ
る。

このように、従来のガスレーザ装置においては、放電に
よって住したダストはうまく取り除けているとはいえず
、異常放電の原因になっており、また電気集塵装置など
をレーザ媒質ガス楯環流路中に設けようとすると大出力
の送風機を用いねばならないから効率が悪く、さらにレ
ーザ光出力も不安定になるという課題がある。

本発明は、上記のような課題を解決すべくなされたもの
であって、放電によって生じたダストをレーザ媒質ガス
から効果的に取り除くことにより安定したレーザ光出力
の得られるガスレーザ装置を提供することを目的とする
。

〈ｔ！ｌ！題を解決するための手段〉 本発明は、レーザ媒質ガスが封入された気密容器と、こ
の気密容器内にレーザ媒質ガスを励起する放電部と、こ
の放電部にレーザ媒質ガスをＷ１環。

冷却する質流ファンおよび熱交換器とからなるガスレー
ザ装置において、前記気密容器内の一方側にフィルタを
内蔵した空間部を設け、また前記貫流ファンの吸込側お
よび吐出側にレーザ媒質ガスの流れ方向に対して垂直と
される排出開口部と流入開口部をそれぞれ前記放電部の
長手方向全域にわたって設け、これら排出開口部および
流入開口部と前記空間部とをそれぞれダクトで連結した
ことを特徴とするガスレーザ装置である。

く作　用〉 本発明のガスレーザ装置によれば、気密容器内で貫流フ
ァンによって循環されるレーザ媒質ガスの流れ方向に対
して垂直とされる開口部を主放電電極の長手方向の全域
にわたって設け、その開口部からレーザ媒質ガスの一部
をフィルタを内蔵した空間部に導くようにしたので、放
電によって生じたダストをレーザ媒質ガスから効果的に
取り除くことができる。

また、フィルタを設けることに起因した主放電電極間の
レーザ媒質ガスの流速の低下が起こらないから、安定し
たレーザ光出力を得ることができる。

さらに、レーザ媒質ガスを循環する送風機には従来の貫
流ファンを用いることができるので、特に大型の送風機
を用いる必要がなく、効率のよいガスレーザ装置を得る
ことができる。

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例について、図面を参照して詳し
く説明する。

第１図は、本発明に係るガスレーザ装置の一実施例を一
部断面を含んで示す概要図である。

図において、１は気密容器であり、その内面にはほぼ円
形状の内壁１ａが形成され、その一方便が長手方向に沿
って開口される。

２は気密容器１の開口部を覆うフランジであり、複数の
ネジ３で気密容器１に接合される。このフランジ２には
、横長とされる放電部４の一方の主放電電極４ａと一方
の予備電離電極５ａとが気密容器１の内面に向けて取付
けられる。

６はその一端がフランジ２に固定されて、もう一端が気
密容器１の内面に突き出して設けられる保持部材であり
、この保持部材６に取付けられるコンデンサ７を介して
他方の予備電離電極５ｂが配設される。

８は気密容器１の内部にその長手方向に沿って取付けら
れた構造物であり、もう一方の主放電電極４ｂが配設さ
れる。なお、構造物８は長手方向にくし状の形状とされ
、レーザ媒質ガスがその隙間を通り抜けるように構成さ
れる。

９ａ、９ｂは気密容器１の内部に取付けられた案内板で
あり、気密容器１の内壁１ａの円弧と同じ円弧を有する
。

１０はいわゆる舌部と称する案内板であり、案内板ｌｌ
とともに構造物８に取付けられ、気密容器ｌの内壁１ａ
に配設される貫流ファン１２のケーシングの一部を形成
する。

１３は貫流ファン１２の内部に取付けられる熱交換器で
ある。

１４は気密容器ｌのもう一方側に穿設された空間である
。

１５は空間１４を覆うフランジであり、複数のネジ１６
で気密容器ｌに接合される。

１７は貫流ファン１２の吐出側に設けられる排出開口部
１７ａと空間１４とを連結するダクトであり、この排出
開口部１７ａは、気密容器１内に質流ファン１２によっ
て循環されるレーザ媒質ガスの流れ方向に対して垂直方
向とされ、第２図に示すように、放電部４の長手方向全
域にわたって複数個が設けられる。

１８は貫流ファン１２の吸込側に設けられた流入開口部
１８ａと空間１４とを連結するダクトであり、流入開口
部１８ａは排出開口部１７ａと同様に放電部４の長手方
向全域にわたって複数個が設けられる。

１９は空間１４に設けられるフィルタであり、例えば繊
維層状あるいは多孔質状のいずれでもよく、また帯電フ
ィルタ、誘電フィルタに分けられる静電フィルタを用い
てもよい、なお、フィルタ１９の着脱はフランジ１５を
ネジ１６を緩めて取り外すことにより容易に行うことが
できる。

このように構成することにより、貫流ファン１２から吐
出されたレーザ媒質ガスは、気密容Ｈ１の内壁１ａに沿
って流れ、順次、案内板９ａ、１０で構成される入側ガ
イ１０人側予備電離電極５ａ。

５ｂ→主放電電極４ａ、４ｂ→出側予備電離電極５ａ、
５ｂ→案内板９ｂ、１１で構成される出側ガイドの流路
を循環されて熱交換器１３によって冷却されるのである
が、一方そのレーザ媒質ガスの一部は質流ファン１２の
吐出側と吸込側との静圧の差によって、流入開口部１８
ａ→ダク）１８→空間１４→フィルタ１９→空間１４→
ダク）１７→排出開口部１７ａと循環する。このとき、
放電によって発生した一ザ媒質ガス中のダストはフィル
タ１９によって１去されるのである。

なお、上記実施例においては、フィルタ１９を；密容器
１内に設けた空間１４に配設するとして説したが、本発
明はこれに限定されるものではな第３図に示すように、
気密容器ｌの外部に延長たダクト１７．１８にフィルタ
１９を接続するようにてもよく、また強制的にレーザ媒
質ガスをフィ。

り１９に送るためのポンプ２０をダクト内に設ける５う
にしてもよい。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、主成１電極の長
手方向全域に開口部を設けてレーザ媒１ガスの一部をフ
ィルタを介してＷｉ環させるようＣしたので、主放電電
極間のレーザ媒質ガスに含；れるダストを効率よく除去
することができ、しフがって均一なグロー放電を実現す
ることができから、安定したレーザ光出力を得ることが
可能゛ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るガスレーザ装置の一実施例を一
部断面を含んで示す概要図、第２図は、第１図のＡ−Ａ
矢示図、第３図は、他の実施例を部分的に示す概要図で
ある。 １・・・気密容器、　　　　ｌａ・・・内壁。 ２・・・フランジ、　　　　３・・・ネジ。 ４・・・放電部、　　　　　　４ａ、４ｂ・・・主放電
電極。 ５ａ、５ｂ−・・予ｍ電離電極。 ６・・・保持部材、　　　　８・・・構造物。 ９　　ａ　、　　９　　ｂ、　　ｔｏ、　　１１−案内
１反。 １２・・・貫流ファン、　　　１３・・・熱交換器。 １４・・・空間部、１５・・・フランジ１７、１８・・
・ダクト、１９・・・フィルタ２０・・・ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザ媒質ガスが封入された気密容器と、この気密容器
   内にレーザ媒質ガスを励起する放電部と、この放電部に
   レーザ媒質ガスを循環、冷却する貫流ファンおよび熱交
   換器とからなるガスレーザ装置において、前記気密容器
   内の一方側にフィルタを内蔵した空間部を設け、また前
   記貫流ファンの吸込側および吐出側にレーザ媒質ガスの
   流れ方向に対して垂直とされる排出開口部と流入開口部
   をそれぞれ前記放電部の長手方向全域にわたって設け、
   これら排出開口部および流入開口部と前記空間部とをそ
   れぞれダクトで連結したことを特徴とするガスレーザ装
   置。